Avances en la identificación etiológica del retraso mental

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1 trastornos del desarrollo Avances en la identificación etiológica del retraso mental Gabriel González, Víctor Raggio, María Boidi, Alejandra Tapié, Leda Roche Resumen. A pesar de los avances en el campo de la genética, la neuroimagen y las enfermedades metabólicas, la mitad de los niños con retraso mental permanecen sin diagnóstico etiológico. Se estima una base genética en un 40% de los casos, teratógenos ambientales y prematuridad en un 20%, enfermedades metabólicas en un 1-5% y causas multifactoriales en un 3-12%. Los antecedentes familiares, la historia clínica detallada que precisa la dismorfología y el examen neurológico permitirán establecer o sospechar un diagnóstico en dos tercios de los casos y, en los restantes, las pruebas de barrido podrán confirmar una etiología. El orden de los estudios guiará la clínica: cariotipo si se sospecha de cromosomopatía, neuroimagen si existe una alteración del examen neurológico y estudios genéticos específicos o neurometabólicos para confirmar la presunción clínica. El rendimiento diagnóstico estimado de las diferentes técnicas es: cariotipo, 9%; X frágil, 5%; anomalías subteloméricas, 4%; enfermedades neurometabólicas, 1%, y nuevas técnicas de microarrays, 19%. Debido al mayor rendimiento y coste-beneficio, actualmente se recomienda, como primera línea para los retrasos mentales inexplicables, los estudios de microarrays. Si bien los resultados de estas pruebas son complejos y requieren confirmación e interpretación cuidadosa de un especialista en genética médica, los avances en su desarrollo tecnológico, resolución y disminución de los costes determinan que se transforme en una herramienta fundamental en la identificación etiológica de estos niños. Palabras clave. Genética molecular. Etiología. Neurodesarrollo. Retraso mental. Cátedra de Neuropediatría; Centro Hospitalario Pereira Rossell (G. González). Sección Clínica; Departamento de Genética (V. Raggio, M. Boidi, A. Tapié, L. Roche). Facultad de Medicina. Universidad de la República. Montevideo, Uruguay. Correspondencia: Dr. Gabriel González Rabelino. Servicio de Neuropediatría. Centro Hospitalario Pereira Rossell. Bv. Artigas, CP Montevideo, Uruguay. viciogon@hotmail.com Declaración de intereses: Los autores manifiestan la inexistencia de conflictos de interés en relación con este artículo. Introducción La discapacidad intelectual o cognitiva o retraso mental se define como una limitación significativa del funcionamiento intelectual y en el comportamiento adaptativo, que se inicia antes de los 18 años [1]. Está definición implica que la discapacidad se manifieste en el curso del desarrollo, que afecta a áreas cognitivas y adaptativas, y que sea significativamente inferior al promedio. Por esta razón, para definirlo y determinar su gravedad se utilizan pruebas de inteligencia estandarizadas y validadas en la población. La clasificación internacional de enfermedades en su décima versión (CIE-10) lo clasifica como leve cuando el cociente intelectual se sitúa entre 50 y 69; moderado, entre 35 y 49; grave, entre 20 y 34, y profundo, por debajo de 20. Si bien la alteración del neurodesarrollo se detecta antes de los 5 años, la dificultad para realizar pruebas psicométricas tempranas determina que, previo a esta edad, el diagnóstico de retraso mental puede no ser preciso y estos niños se clasifican con el diagnóstico de retraso madurativo o retraso generalizado del desarrollo (RGD) [2]. Determina problemas familiares, sociales, escolares y de salud pública y genera importantes costes a los sistemas de salud y educativo [3,4]. Frecuencia La prevalencia de retraso mental oscila, en general, en un 1-3% de la población y las formas graves se estiman en un 0,5%. Las diferencias descritas en diferentes trabajos parecen reflejar diferencias en las definiciones y mediciones del cociente intelectual, así como también en el perfil socioambiental de la población, lo que puede modificar estas cifras, a expensas de formas leves [2-4]. El retraso mental moderado a grave tiene una prevalencia constante en los diferentes estudios, mientras que las formas leves varían notoriamente y están muy influidas por factores ambientales [5,6]. Etiología Identificar la etiología del retraso mental no es sencillo y los porcentajes donde se puede establecer una causa varían notablemente en las diferentes publicaciones, entre un 10-81%, en función de las definiciones, la metodología diagnóstica, la población analizada y la disponibilidad de estudios de última generación [2,7,8]. Los resultados evidencian que los factores genéticos, ambientales y multifactoriales son las causas de identificación más común y se Aceptado tras revisión externa: Cómo citar este artículo: González G, Raggio V, Boidi M, Tapié A, Roche L. Avances en la identificación etiológica del retraso mental. Rev Neurol 2013; 57 (Supl 1): S Revista de Neurología S75

2 G. González, et al estima una causa genética en un 40% de los casos, teratógenos ambientales en un 5-13%, complicaciones de la prematuridad en un 2-10%, causas metabólicas en un 1-5% y multifactoriales en un 3-12% [6]. A pesar de los avances en el área de la neuroimagen, estudios metabólicos, citogenética y estudios moleculares, persisten aproximadamente un 30% de casos de retrasos mentales graves y un 70% de retrasos mentales leves sin un diagnóstico etiológico definitivo [6]. Los factores genéticos son la principal causa identificable de retraso mental en, aproximadamente, la mitad de los casos de retraso mental grave y en un 15% de los leves a moderados, aunque predominan las causas cromosómicas en un promedio del 16,1% y otros defectos en genes específicos [9]. Los factores ambientales biológicos como teratógenos, infecciones o tóxicos pueden ser incriminados como la causa del retraso mental o contribuir a la misma sumados a factores poligénicos y socioambientales desfavorables. Los mecanismos epigenéticos contribuyen y afectan al neurodesarrollo con procesos que modifican la expresión de los genes sin alterar la información genética [10]. Se estima que un 13% de los casos de retraso mental puede asociarse a la exposición a neurotoxinas ambientales [6]. En Uruguay, hemos encontrado, en estudios biológicos en meconio, un 40% de niños expuestos al alcohol [11]. Si bien se conoce el efecto adverso sobre el neurodesarrollo de una alta y continua exposición al alcohol, que determina el síndrome alcohólico fetal, el espectro de alteraciones del neurodesarrollo vinculado a dicha exposición es 10 veces más frecuente y difícil de reconocer en la clínica, con una prevalencia estimada del 1-2% que puede aumentar hasta el 4-8% en poblaciones de alto riesgo [12]. El papel de otros factores ambientales no biológicos, como la situación de alta vulnerabilidad social, un bajo nivel educativo, la malnutrición, una depresión materna, el consumo de drogas en el embarazo o la falta de estimulación adecuada en la primera infancia son factores que contribuyen y se asocian a la predisposición genética y explican el mayor porcentaje de discapacidad intelectual leve en los países del tercer mundo [13]. Importancia del diagnóstico etiológico La confirmación etiológica tiene un valor indudable y permite informar a la familia sobre el pronóstico, riesgo de recurrencia, estrategias preventivas, sugerencia de terapias más adecuadas y abordaje del caso con mayor precisión. En ocasiones, el médico se cuestiona hasta dónde profundizar los estudios complementarios, analizando su coste-beneficio y el valor que determina para el niño y su familia, dado que, en lo esencial, no modifica el tratamiento. Esquemas de evaluación etiológica No existe un consenso uniforme en el algoritmo de estudios, el mismo debe adaptarse a las circunstancias específicas del caso [14,15]. La etiología genética del retraso mental es enormemente heterogénea con cientos de genes y regiones genómicas involucradas [16,17]. Cuando exista una hipótesis diagnóstica, se realizarán técnicas dirigidas a confirmar la presunción clínica, y en los casos de retraso mental no sindrómico se deben realizar técnicas de barrido de menor a mayor complejidad y coste para identificar una etiología. Técnicas dirigidas La clínica guiará el orden y los estudios a realizar en función de la hipótesis diagnóstica: Si se sospecha una cromosomopatía numérica, se realizará un cariotipo. Si hay alteraciones adicionales del examen neurológico, se indicará una neuroimagen. Si hay sospecha de enfermedad metabólica, se someterá a los estudios neurometabólicos dirigidos. Cuando se dispone de un diagnóstico clínico tentativo (retraso mental sindrómico), las exploraciones moleculares se dirigen a mutaciones, genes o regiones genómicas específicas. Por ejemplo: búsqueda del gen FMR1 o MECP2 en el síndrome X frágil o de Rett; FISH de microdeleciones en la región cromosómica 7q11.23 en el síndrome de Williams y de alteraciones de la metilación de la región genómica 15q11.2 en los síndromes de Angelman y de Prader- Willi. Técnicas de barrido Cuando no es posible lograr una orientación clínica respecto a qué genes estudiar (retraso mental inespecífico o no sindrómico), se debe recurrir a técnicas que busquen alteraciones genéticas en amplias regiones del genoma: Los estudios iniciales incluyen hormonas tiroideas incluida la T3, creatincinasa, enzimas hepáticas, colesterol, ácido úrico, lactato, amonio, aminoácidos y glucosaminoglicanos en la orina. Frente a un retraso mental inespecífico, si bien la American College of Medical Genetics recomienda iniciar con los test de microarrays; existe discusión en países que no cuentan con este re- S76

3 Trastornos del desarrollo curso y algunas guías mantienen la recomendación de iniciar con cariotipo y estudios de síndrome X frágil. En los casos de retraso mental leve o marginal, con factores ambientales asociados, se debe intentar identificar predisposición hereditaria (poligénica y difícil de estudiar) y noxas ambientales que puedan haber actuado en períodos críticos del desarrollo, tanto en la etapa embrionaria y fetal como en la neonatal inmediata. Existe un amplio consenso de la importancia de la historia clínica, antecedentes familiares y la habilidad diagnóstica del genetista clínico para confirmar una etiología, que se establece en un tercio de los casos por el interrogatorio y examen físico, en otro tercio por estudios complementarios basados en una hipótesis diagnóstica y en el tercio restante por pruebas de barrido sin sospecha diagnóstica [6]. Herramientas para identificar la etiología de la discapacidad intelectual o retraso mental En una revisión de la bibliografía se informa de que el rendimiento diagnóstico es: examen dismorfológico, 39-81%; examen neurológico, 42%; neuroimagen, 30%; X frágil, 5,4%; estudios citogenéticos convencionales, 9,5%; estudio de anomalías subteloméricas, 4,4%; arrays CGH, 19%, y enfermedades neurometabólicas, 1% [6,18]. Historia familiar La genealogía familiar de al menos tres generaciones, con particular atención a los casos de retraso mental, retrasos en el desarrollo, patología psiquiátrica, malformaciones congénitas, abortos, mortinatos y muerte infantil, es un arma fundamental que puede brindar una orientación diagnóstica o un modo de herencia, conocimiento que puede ser una ayuda diagnóstica y fundamental para el asesoramiento genético. Además, permite evaluar la presencia de patologías con expresividad variable (o penetrancia incompleta) en varios individuos genéticamente relacionados. Anamnesis El interrogatorio permite detectar causas teratogénicas como alcohol, otras drogas, medicamentos como anticonvulsionantes, misoprostol, agentes físicos, infecciones y enfermedades maternas. La sensibilidad de la autodeclaración del consumo de drogas en la gestación es muy bajo, en nuestro país fue inferior al 30% en relación con los metabolitos detectados en meconio para alcohol y cocaína [19]. Examen de las dismorfias Además de la historia familiar, los principales indicadores de la presencia de una enfermedad genética son el examen morfológico y el neurológico. Los niños con retraso mental o RGD tienen en comparación con controles sanos un alto porcentaje de anomalías morfológicas menores. Las anomalías menores aisladas se observan en aproximadamente el 4% de la población, y deben considerarse signos de riesgo cuando son varias y según el contexto clínico [20,21]: si se dan acompañadas de otras alteraciones estructurales o funcionales, con alteraciones del desarrollo o del crecimiento, pueden ser una manifestación de una enfermedad genética; por el contrario, si se dan de manera aislada y están presentes en otros familiares sanos, se trataría de variantes normales. Examen neurológico El examen neurológico resulta esencial en la evaluación de niños con retraso mental y se encuentran alteraciones en el 42,9% de los casos. Estas anormalidades ayudan a determinar la indicación de estudios adicionales de neuroimagen o neurofisiológicos [2]. Resonancia magnética craneal La resonancia magnética craneal puede aportar información que pueda orientar a una etiología particular en aproximadamente el 30% de los niños con retraso mental [2,3]. No es adecuado definir una etiología como malformativa del sistema nervioso central exclusivamente por constatar una agenesia del cuerpo calloso, polimicrogiria, malformación de Dandy-Walker u otra anomalía estructural, dado que estas alteraciones pueden estar presentes en anomalías cromosómicas, genéticas, teratogénicas o neurometabólicas. Cuando el retraso mental no es grave y no asocia alteraciones del examen neurológico no constituye una práctica obligatoria y su rendimiento es bajo [2,22]. El American College of Medical Genetics recomienda realizar dicho estudio ante la presencia de macrocefalia y microcefalia, convulsiones, regresión del desarrollo o signos anormales del examen neurológico. La espectroscopia es útil para detectar algunas enfermedades metabólicas como el déficit de creatina cerebral [3]. S77

4 G. González, et al Estudios citogenéticos Tradicionalmente, ha sido la técnica por excelencia para iniciar el estudio etiológico del retraso mental: el cariotipo permite ver todo el genoma del paciente (excepto el genoma mitocondrial), con un nivel de resolución muy bajo. Lo habitual es realizar un cariotipo de alta resolución ( 650 bandas) de rutina en todo niño con retraso del desarrollo o retraso mental, incluso en ausencia de rasgos dismórficos o rasgos clínicos sugestivos de un síndrome. Esto ha cambiado en los últimos años por el desarrollo de los microarrays y según algunas guías se reserva para casos de sospecha de un síndrome cromosómico específico, antecedentes familiares de reordenamiento cromosómico o abortos espontáneos múltiples. Se encuentran anomalías en el 9-36% de los casos [2]. La eficacia diagnóstica es del 3-5%, si se excluye el síndrome de Down y otros clínicamente reconocibles, y aumenta en los casos de retraso mental grave con alteraciones morfológicas o del crecimiento [4]. Si bien constituye una técnica ampliamente utilizada, para detectar anomalías cromosómicas numéricas y estructurales, consume tiempo y su bajo nivel de resolución es un inconveniente importante porque no detecta anomalías menores a 5-10 Mb [23]. Reordenamientos submicroscópicos subteloméricos y de otras regiones genómicas Para identificar desequilibrios cromosómicos menores de 5 Mb, combinando varios métodos citogenéticos y de biología molecular se han desarrollado el FISH (fluorescent in situ hybridization), el PCR cuantitativo y la MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification), que pueden detectar desequilibrios menores a 1 Mb, pero que están limitados por el bajo número de regiones que pueden analizarse en una única reacción, y la hibridación genómica comparativa (CGH), actualmente realizada en microarrays, que permite una detección de desequilibrios a lo largo de todo el genoma con un alto nivel de resolución. MLPA Es un método de PCR múltiple que se puede aplicar para analizar varias regiones genómicas (en busca de desequilibrios cromosómicos). En casos de retraso mental se utilizan particularmente los estudios que analizan mediante MLPA las regiones subteloméricas de todos los cromosomas [24]. Las regiones subteloméricas son regiones dinámicas y ricas en genes [25-27]. Las variaciones subteloméricas contribuyen a los polimorfismos normales en el genoma humano, así como a rearreglos que pueden causar retraso mental y defectos congénitos [28-31]. Los rearreglos subteloméricos se detectan en el 0,5-35% de los casos con retraso mental o RGD de causa no aclarada, dependiendo de los métodos de detección y los criterios de selección de pacientes [32-34]. La mayor sensibilidad de la técnica es cuando se presentan tres o más de los siguientes criterios: Historia familiar de retraso mental. Fallo en el crecimiento prenatal. Pobre crecimiento o sobrecrecimiento posnatal. Dos o más dismorfias faciales. Una o más dismorfias no faciales o anomalías congénitas. Esta técnica permite realizar varios experimentos en una misma reacción y de forma económica, se pueden diseñar kits que apuntan a detectar alteraciones en varias regiones genómicas previamente vinculadas a un retraso mental [35]. FISH subtelomérico Consiste en el uso de sondas para dichas regiones y en la actualidad se usa para confirmar hallazgos del MLPA o diagnóstico de síndromes de microdeleción específicos, debido a la ventaja económica de esta última técnica. CGH y microarrays de genotipado de SNP Recientemente se ha determinado que desequilibrios en otras regiones genómicas las denominadas copy number variations (CNV), tanto heredadas como de novo pueden causar retraso mental [36-38]. Para detectar estas variaciones, es necesario recurrir a técnicas que analizan todo el genoma en búsqueda de las mismas: CGH o chips (microarrays) de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP), que permiten evaluar CNV y múltiples mutaciones puntuales [39-41]. Se estima que con estos estudios se pueden diagnosticar etiológicamente cerca de un 20% de los casos de retraso mental [42]. El American College of Medical Genetics and Genomics actualizó sus guías hace unos años para recomendar los estudios basados en microarrays como test de primera línea en la evaluación posnatal de pacientes con RGD/retraso mental, trastorno del espectro autista o anomalías congénitas múltiples [39,43-45]. Así, ésta es la técnica con más alto rendimiento diagnóstico en niños con RGD o retraso mental inexplicable. Sin embargo, los resultados de estas pruebas son a menudo complejos y requieren una cuidadosa confirmación e interpretación. Existen dos tipos de micoarrays disponibles: array CGH, que fue el primer método desarrollado y si- S78

5 Trastornos del desarrollo gue siendo el más utilizado, y arrays SNP, que basados en la detección de SNP, permiten también la detección de variantes del número de copias. Los arrays CGH consisten en dispositivos en los que las sondas se insertan como cromosomas artificiales bacterianos (BAC) u oligonucleótidos. Durante el método, los dos ADN genómicos, el de prueba del paciente y un control de referencia, se marcan con dos fluorocromos diferentes y se hibridan a la matriz, luego los sistemas de captura de imagen digital cuantifican las intensidades relativas de fluorescencia de los ADN genómicos marcados que se hibridan con cada sonda a través de cada cromosoma para detectar desequilibrios genómicos, tanto deleciones como duplicaciones. El método no detecta el mosaicismo genético menor del 30% ni reordenamientos equilibrados como traslocaciones recíprocas balanceadas [46]. Recientemente, se han desarrollado matrices de oligonucleótidos con sondas cortas, con mayor nivel de resolución y capacidad diagnóstica pero con mayor tasa de falsos positivos [18]. Los chips de polimorfismos de nucleótido único (arrays SNP) son variantes de los arrays de oligonucleótidos y también utilizan matrices que contienen un elevado número de sondas para estudiar a lo largo de todo el genoma o regiones específicas. Con los arrays SNP, se determina el genotipo del paciente para varios SNP según la intensidad de la señal fluorescente de cada sonda. Dado que los arrays SNP brindan información del genotipo además de la intensidad de señal, se pueden usar para detectar mutaciones puntuales, CNV, para identificar trechos de homocigosidad que pueden corresponder a consanguinidad o disomía uniparental [46]. Para determinar la patogenicidad de un CNV hay que considerar varios criterios: frecuencia en la población general, coincidencia con un síndrome genético conocido, informe de pacientes con fenotipo similar, si es heredado de un padre normal o es de novo, detección en parientes sanos, tamaño de la CNV y el número y función de genes contenidos en la misma [46]. Por ejemplo, si la alteración se encuentra en un número de individuos de la población general se considera benigno (polimorfismo), el paso siguiente es el análisis de los padres para distinguir si es de novo o heredado de un padre fenotípicamente normal; en ese caso, si bien es probable que sea benigno, existen casos en los que puede ser causa de la discapacidad. Si bien cuanto mayor sea el desequilibrio y más genes involucre es más probable que sea causal esto no siempre es verdad. Estas situaciones no son raras y se estima que variantes de más de 500 kb están presentes en el 5-10% de la población y superiores a 1 Mb en el 1-2% [46]. Por lo tanto, estas técnicas tienen un alto grado de sensibilidad pero menor especificidad por los falsos positivos debidos a las variantes polimórficas. El rendimiento diagnóstico de los arrays CGH va aumentando en forma paralela a la evolución de nuevos diseños tecnológicos y las bases de datos de referencia. Secuenciación masiva Mutaciones puntuales de efecto mayor se asocian a un retraso mental no sindrómico. En la mayoría de casos, en particular cuando son de novo, su detección es virtualmente imposible si no se recurre a técnicas de secuenciación masiva de todo el exoma e incluso de todo el genoma [47-50]. Estas técnicas se han empezado a usar en el diagnóstico clínico de algunas enfermedades genéticas y para la detección de genes asociados a retraso mental [51-53]. La tabla resume las técnicas de análisis genético utilizadas en el contexto clínico para el diagnóstico confirmatorio/etiológico en enfermedades genéticas. Diagnósticos genéticos moleculares específicos Síndrome X frágil Es la causa genética más común de retraso mental, con una prevalencia del 0-28,6% [14]. En la población uruguaya con retraso mental inespecífico se ha encontrado una frecuencia del síndrome X frágil del 5-6% [54]. Para aumentar el rendimiento diagnóstico de la prueba se recomienda practicarla en retraso mental inexplicable tanto en varones como mujeres, con historia familiar positiva compatible con herencia ligada al cromosoma X, con un fenotipo físico y conductual compatible. Existen dos tipos de técnicas moleculares para detectar la amplificación CGG del gen FMR1: basadas en la reacción en cadena de la polimerasa o por la técnica de Southern-blot, que es más sensible, pues detecta todos los mosaicos. Retraso mental o discapacidad intelectual ligado al cromosoma X Aproximadamente el 10% de los casos de retraso mental sindrómico y no sindrómico están ligados al cromosoma X, con más de 90 genes identificados [55,56]. Dentro de los genes, se destaca el ARX, cuyas mutaciones se asocian a un retraso mental aislado o asociado a otros trastornos neurológicos. Otros Se debe considerar realizar estudios de síndrome de Angelman y MECP2 en presentaciones atípicas de S79

6 G. González, et al Tabla. Técnicas de análisis genético utilizadas en el contexto clínico para el diagnóstico confirmatorio/etiológico en enfermedades genéticas. Resolución Cobertura Detecta Citogenética Baja Todo el genoma Anomalías cromosómicas CGH Media/alta Todo el genoma Desbalances cromosómicos MLPA/FISH Alta Regiones de 1-2 Mb (cada experimento) Microalteraciones, traslocaciones Genética molecular a Alta (potencialmente 1 pb) Variable (de 1 pb a todo el genoma) Mutaciones puntuales, SNP, mutaciones dinámicas, CNV Epigenética b Alta/media Regiones genómicas < 1 Mb Alteraciones epigenéticas Sobre proteínas c Alta Genes individuales o familias de genes (codificantes de proteínas) Varias alteraciones Sobre metabolitos Alta/media Vías metabólicas específicas (enzimas) Errores innatos del metabolismo a Secuenciación, RFLP, Southern-blot, chips de genotipado, secuenciación del exoma o del genoma completo. b Estudio de metilación. c Dosificación, variantes estructurales, actividad enzimática, funcionales. CGH: comparative genomic hybridization (hibridación genómica comparativa); CNV: copy number variations; FISH: fluorescent in situ hybridization (hibridación in situ con fluorescencia); MLPA: multiplex ligation-dependent probe amplification (amplificación de sondas múltiples dependiente de ligación). síndromes clínicos reconocidos. Se estima que entre un 1,5% de niñas y menos del 0,5% de varones afectados de RGD o retraso mental se encuentran mutaciones del gen MECP2. Se solicitarán estudios moleculares para la investigación de enfermedad monogénica cuando exista sospecha firme de un síndrome de herencia dominante, recesiva, ligada a X o mitocondrial y una orientación clínica de qué genes estudiar. Estudios neurometabólicos Los cribados metabólicos de rutina tienen un rendimiento diagnóstico menor del 1% en los países donde se abordan los estudios de cribado neonatal [4]. El rendimiento diagnóstico es del 0,2-8,4%; los resultados más altos se encuentran cuando las pruebas son selectivas y dirigidas ante la sospecha de un trastorno basado en la historia y el examen físico [2,3,18]. Hay consenso en practicar estos estudios en la evaluación inicial cuando existen elementos clínicos, bioquímicos básicos o de neuroimagen orientadores. Las enfermedades neurometabólicas pueden presentarse como encefalopatías estáticas (defectos del transportador de creatina cerebral, aciduria 4-hidroxibutírica) y pueden sospecharse en casos de afectación familiar, consanguinidad, descompensaciones episódicas, regresión del desarrollo, hallazgos físicos o alteraciones de neuroimagen. Se debe considerar la fenilcetonuria en países donde no se practica el cribado neonatal. Los errores congénitos del metabolismo más frecuentes que pueden determinar un retraso mental inespecífico son los trastornos del ciclo de la urea, homocisteinuria, déficit del transportador de creatina, aciduria 4-hidroxibutírica, enfermedad de Sanfilippo, déficit de adenilsuccinatoliasa, trastornos de la glucosilación de las proteínas y, más raramente, el déficit de transporte cerebral de glucosa y el metabolismo del cobre [57]. Trabajos recientes han mostrado un rendimiento diagnóstico de hasta el 1,4% para trastornos de la glucosilación de las proteínas y hasta el 2,8% para el trastorno de síntesis y transporte de creatina cerebral [55]. Si bien el rendimiento es menor que las pruebas genéticas, el beneficio e impacto sobre el niño y la familia de diagnosticar un error congénito del metabolismo resulta superior ante un tratamiento potencial. Esto sugeriría asociar a los estudios básicos la determinación de creatina/creatinina en orina e isoelectroenfoque de transferrina. Otros En ocasiones, lo que se apunta a diagnosticar no son las mutaciones sino sus consecuencias, ya sea a escala molecular (cuantificación del ARN, estudios de estructura, función o dosificación de proteínas), histopatológico, en estudios funcionales, enzimáticos y S80

7 Trastornos del desarrollo sobre metabolitos. En muchos casos, es más sencillo, barato y rápido estudiar una alteración proteica que analizar directamente el gen que codifica esta proteína, por lo que la elección del test o tests que se van a emplear debe hacerse en cada caso y en función de los objetivos y beneficios esperados de estudiar el genoma en ese paciente o esa familia. Rentabilidad del array CGH frente al cariotipo convencional Algunos trabajos han intentado estimar la rentabilidad de la prueba en relación con las pruebas tradicionales [58,59]. Un estudio canadiense encuentra un 27,5% de diagnóstico positivo del array CGH sobre un 19% del cariotipo; el coste del estudio fue de 700 USD del array CGH frente a 490 USD del cariotipo y el coste por diagnóstico considerando pruebas sucesivas fue de USD para el array CGH frente a USD del cariotipo [59]. Estos trabajos concluyen que, analizando todas estas variables, es más rentable realizar array CGH que iniciar con cariotipo y estudios adicionales cuando no se establece un diagnóstico. Conclusiones Inicialmente debemos intentar llegar a un diagnóstico sindromático mediante una extensiva evaluación fenotípica (clínica e imaginológica) que permita orientarnos a genes o mutaciones específicas. Si bien las guías internacionales del primer mundo recomiendan iniciar el estudio etiológico del retraso mental no sindrómico con microarrays para CGH, la falta de disponibilidad de esta técnica en algunos países y su alto coste limitan su uso. En estas situaciones, como alternativa, se realiza un cariotipo de alta resolución, un estudio molecular para el síndrome X frágil y, si los resultados son normales, un estudio de microalteraciones subteloméricas. Es indudable que, con el tiempo, las técnicas de microarrays se podrán incluir como primer estudio en todos los países, lo que va a disminuir el coste de las investigaciones etiológicas. Es de esperar que en el futuro las técnicas de secuenciación masiva, con el descenso vertiginoso en los costes, se comiencen a utilizar de manera sistemática para el diagnóstico etiológico. Bibliografía 1. American Association on Mental Retardation. Mental retardation: definition, classification and systems of support. Washington DC: AAMR; Moeschler J, Shevell M. AAP Committee on Genetics: clinical genetic evaluation of the child with mental retardation or developmental delays. Pediatrics 2006; 117: Shevell M. Global developmental delay and mental retardation or intellectual disability: conceptualization, evaluation and etiology. Pediatr Clin N Am 2008; 55: Shevell M, Ashwal S, Donley D, Flint J, Gongold M, Hirtz D, et al. Practice parameter: evaluation of the child with global developmental delay. Neurology 2003; 60: Gilberg C, Sodestrom H. Learning disability. Lancet 2003; 362: Cigudosa-García J, Lapunzina-Badía P. Consenso para la implementación de los arrays [CGH y SNP-arrays] en la genética clínica. URL: pdf/2012/consenso_arrays.pdf. [ ]. 7. Torrado M. Evaluación etiológica del retardo mental de origen genético. Algoritmo diagnóstico y nuevas técnicas moleculares. Arch Argent Pediatr 2009; 107: Busa T, Chabrol B, Perret O, Longy M, Philip N. Novel PTEN germline mutation in a family with mild phenotype: difficulties in genetic counseling. Gene 2013; 512: Xu J, Chen Z. Advances in molecular cytogenetic for the evaluation of mental retardation. Am J Med Genet 2003; 117C: Gropman AL, Batshaw ML. Epigenetics, copy number variation, and other molecular mechanisms underlying neurodevelopmental disabilities: new insights and diagnostic approaches. J Dev Behav Pediatr 2010; 31: Magri R, Miguez H, Parodi V, Hutson J, Suárez H, Menéndez A, et al. Consumo de alcohol y otras drogas en embarazadas. Arch Pediatr Urug 2007; 78: Paintner A, Williams A, Burd L. Fetal alcohol spectrum disorders implications for child neurology. Part 2: diagnosis and management. J Child Neurol 2012; 27: Paintner A, Williams A, Burd L. Fetal alcohol spectrum disorders implications for child neurology. Part 1: prenatal exposure and dosimetry. J Child Neurol 2012; 27: Curry CJ, Stevenson RE, Aughton D, Byrne J, Carey JC, Cassidy S, et al. Evaluation of mental retardation: recommendations of a Consensus Conference: American College of Medical Genetics. Am J Med Genet 1997; 72: Meral T, Yalnizoglu D. Developmental abnormalities and mental retardation: diagnostic strategy. Handb Clin Neurol 2013; 111: Mefford HC, Batshaw ML, Hoffman EP. Genomics, intellectual disability, and autism, N Engl J Med 2012; 366: Najmabadi H, Hu H, Garshasbi M, Zemojtel T, Sedigheh S, Wei CA, et al. Deep sequencing reveals 50 novel genes for recessive cognitive disorders. Nature 2011; 478: Van Karnebeek C, Janswijer M, Leenders A, Offringa M, Hennedam R. Diagnostic investigation in individuals with mental retardation: a systematic literature review of their usefulness. Eur J Hum Genet 2005; 13: Moraes M, González G, Sosa C, Umpierrez E, Ghione A, González S, et al. Consumo en el embarazo de alcohol, cocaína y pasta base de cocaína [abstract]. XXIX Congreso Uruguayo de Pediatría Adam M, Hudgins L. The importance of minor anomalies in the evaluation of the newborn. Neoreviews 2003; 4: Marden PM, Smith DW, McDonald MJ. Congenital anomalies in the newborn infant, including minor variations. A study of babies by surface examination for anomalies and buccal smear for sex chromatin. J Pediatr 1964; 64: Moeschler, J. Genetic evaluation of intellectual disabilities. Semin Pediatr Neurol 2008; 15: Ropers HH. Genetics of intellectual disability. Curr Opin Genet Dev 2008; 18: Rooms L, Reyniers E, Van Luijk R, Scheers S, Wauters J, Ceulemans B, et al. Subtelomeric deletions detected in patients with idiopathic mental retardation using multiplex ligation-dependent probe amplification (MLPA). Hum Mutat 2004; 23: Saccone S, De Sario A, Della Valle G, Bernardi G. The highest gene concentrations in the human genome are in telomeric S81

8 G. González, et al bands of metaphase chromosomes. Proc Natl Acad Sci U S A 1992; 89: Rudd MK, Structural variation in subtelomeres. Methods Mol Biol 2012; 838: Biesecker, LG. The end of the beginning of chromosome ends. Am J Med Genet 2002; 107: Knight SJ, Regan R, Nicod A, Horsley SW, Kearney L, Homfray T, et al. Subtle chromosomal rearrangements in children with unexplained mental retardation. Lancet 1999; 354: Sogaard M, Tümer Z, Hjalgrim H, Hahnemann J, Friis B, Ledaal P, et al. Subtelomeric study of 132 patients with mental retardation reveals 9 chromosomal anomalies and contributes to the delineation of submicroscopic deletions of 1pter, 2qter, 4pter, 5qter and 9qter. BMC Med Genet 2005; 17: Flint J, Wilkie AO, Buckle VJ, Winter RM, Holland AJ, McDermid HE. The detection of subtelomeric chromosomal rearrangements in idiopathic mental retardation. Nat Genet 1995; 9: Rossi E, Piccini F, Zollino M, Neri G, Caselli D, Tenconi R, et al. Cryptic telomeric rearrangements in subjects with mental retardation associated with dysmorphism and congenital malformations. J Med Genet 2001; 38: Van Karnebeek CDM, Koevoets C, Sluijter S, Bijlsma EK, Smeets DFMC, Redeker EJ, et al. Prospective screening for subtelomeric rearrangements in children with mental retardation of unknown aetiology: the Amsterdam experience. J Med Genet 2002; 39: Dos Santos SR, Freire-Maia DV. Absence of subtelomeric rearrangements in selected patients with mental retardation as assessed by multiprobe T FISH. J Negat Results Biomed 2012; 21: De Vries BB, White SM, Knight SJ, Regan R, Homfray T, Young ID, et al. Clinical studies on submicroscopic subtelomeric rearrangements: a checklist. J Med Genet 2001; 38: Smith AC, McGavran L, Robinson J, Waldstein G, Macfarlane J, Zonona J, et al. Interstitial deletion of (17) (p11.2p11.2) in nine patients. Am J Med Genet 1986; 24: Osborne LR. Genomic rearrangements in the spotlight. Nat Genet 2008; 40: Freeman J, Perry G, Feuk L, Redon R, McCarroll S, Altshuler D, et al. Copy number variation: New insights in genome diversity. Genome Res 2006; 16: Vissers LE, De Ligt J, Gilissen C, Janssen I, Steehouwer M, De Vries P, et al. A de novo paradigm for mental retardation. Nat Genet 2010; 42: Vissers LE, De Vries BB, Veltman JA. Genomic microarrays in mental retardation: from copy number variation to gene, from research to diagnosis. J Med Genet 2010; 47: Bernardini L, Alesi V, Loddo S, Novelli A, Bottillo I, Battaglia A, et al. High-resolution SNP arrays in mental retardation diagnostics: how much do we gain? Eur J Hum Genet 2010; 18: Bruno DL, Ganesamoorthy D, Schoumans J, Bankier A, Coman D, Delatycki M, et al. Detection of cryptic pathogenic copy number variations and constitutional loss of heterozygosity using high resolution SNP microarray analysis in 117 patients referred for cytogenetic analysis and impact on clinical practice. J Med Genet 2009; 46: Hochstenbach R, Van Binsbergen E, Engelen J, Nieuwint A, Polstra A, Poddighe P, et al. Array analysis and karyotyping: workflow consequences based on a retrospective study of 36,325 patients with idiopathic developmental delay in the Netherlands. Eur J Med Genet 2009; 52: Miller DT, Adam MP, Aradhya S, Biesecker LG, Brothman AR, Carter NP, et al. Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies. Am J Hum Genet 2010; 86: Cooper GM, Coe BP, Girirajan S, Rosenfeld JA, Vu TH, Baker C, et al. A copy number variation morbidity map of developmental delay. Nat Genet 2011; 43: Manning M, Hudgins L. Array-based technology and recommendations for utilization in medical genetics practice for detection of chromosomal abnormalities. Genet Med 2010; 12: Keren B, Le Caignec, C. Oligonucleotide microarrays in constitutional genetic diagnosis. Expert Rev Mol Diagn 2011; 11: Ku CS, Polychronakos C, Tan EK, Naidoo N, Pawitan Y, Roukos DH, et al. A new paradigm emerges from the study of de novo mutations in the context of neurodevelopmental disease. Mol Psychiatry 2013; 18: Ku CS, Tan EK, Cooper DN. From the periphery to centre stage: de novo single nucleotide variants play a key role in human genetic disease. J Med Genet 2013; 50: Rauch A, Wieczorek D, Graf E, Wieland T, Endele S, Schwarzmayr T, et al. Range of genetic mutations associated with severe non-syndromic sporadic intellectual disability: an exome sequencing study. Lancet 2012; 380: Yngvadottir B, Macarthur DG, Jin H, Tyler-Smith C. The promise and reality of personal genomics. Genome Biol 2009; 10: Robinson PN. Whole-exome sequencing for finding de novo mutations in sporadic mental retardation. Genome Biol 2010; 11: De Ligt J, Willemsen MH, Van Bon BW, Kleefstra T, Yntema HG, Kroes T, et al. Diagnostic exome sequencing in persons with severe intellectual disability. N Engl J Med 2012; 367: Tarpey PS, Smith R, Pleasance E, Whibley A, Edkins S, Hardy C, et al. A systematic, large-scale resequencing screen of X-chromosome coding exons in mental retardation. Nat Genet 2009; 41: García-Arocena D, Rodríguez-Teja M, Ferrer R, Peláez D, Rodríguez MM. Frecuencia del síndrome X-frágil en una población uruguaya con retardo mental de etiología desconocida. 7th International Fragil X Foundation. Los Angeles, EE. UU, Michelson D, Shevell M, Sherr E, Moeschler J, Gropman A, Ashwal S. Evidence report: genetic and metabolic testing on children with global developmental delay. Neurology 2011; 77: Ropers HH. Genetics of early onset cognitive impairment. Annu Rev Genomics Hum Genet 2010; 11: García-Cazorla A, Pérez-Dueñas B, Pineda M, Artuch R, Villseca M, Campistol J. Orientación del retraso mental desde las enfermedades neurometabólicas. Rev Neurol 2006; 43: Wordsworth S, Buchanan J, Regan R, Davison V, Smith K, Dyer S, et al. Diagnosing idiopathic learning disability: a cost-effectiveness analysis of microarray technology in the National Health Service of the United Kingdom. Genomic Med 2007; 1: Regier D, Friedman J, Marra C. Value for money? Array genomic hybridization for diagnostic testing for genetic causes of intellectual disability. Am J Hum Genet 2010; 86: S82

9 Trastornos del desarrollo Advances in the identification of the aetiology of mental retardation Summary. Despite the advances made in the field of genetics, neuroimaging and metabolic diseases, half the children with mental retardation remain without an aetiological diagnosis. A genetic base is estimated to be present in 40% of cases, environmental teratogens and prematurity in 20%, metabolic diseases in 1-5% and multifactor causes in 3-12%. The family history, the detailed medical records required by dysmorphology and the neurological examination will make it possible to establish or suspect a diagnosis in two thirds of the cases and, in the others, scanning tests will be able to confirm an aetiology. The order of the studies will be guided by the clinical picture: karyotype if a chromosome pathology is suspected, neuroimaging if there is some abnormality in the neurological examination and specific genetic or neurometabolic studies to confirm the clinical presumption. The estimated diagnostic performance of the different techniques is: karyotype, 9%; fragile X, 5%; subtelomeric abnormalities, 4%; neurometabolic diseases, 1%, and new microarray techniques, 19%. As a result of the higher performance and cost-benefit ratio, today the recommended procedure, as the first line of treatment for unexplainable cases of mental retardation, is the study of microarrays. Although the outcomes of these tests are complex and require confirmation and careful interpretation by a specialist in medical genetics, the advances in their technological development and resolution, together with lower costs make this technique a fundamental tool in the identification of the aetiology in these children. Key words. Aetiology. Mental retardation. Molecular genetics. Neurodevelopment. S83